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山東泉科瑞達(dá)儀器設(shè)備有限公司
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一、引言
在塑料薄膜和薄片的生產(chǎn)與應(yīng)用過(guò)程中，摩擦特性是一個(gè)至關(guān)重要的性能指標(biāo)。摩擦系數(shù)的大小直接影響著塑料薄膜和薄片在包裝、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)中的表現(xiàn)。摩擦系數(shù)測(cè)試儀作為一種專門的檢測(cè)設(shè)備，在準(zhǔn)確測(cè)定塑料薄膜和薄片的摩擦特性方面發(fā)揮著的作用。
二、摩擦系數(shù)的重要性
包裝環(huán)節(jié)
在包裝機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，塑料薄膜內(nèi)層的摩擦系數(shù)需要合理控制。如果內(nèi)層摩擦系數(shù)過(guò)小，在制袋成型時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致疊料不穩(wěn)定，進(jìn)而產(chǎn)生錯(cuò)邊現(xiàn)象。例如在食品包裝中，包裝薄膜內(nèi)層摩擦系數(shù)不當(dāng)可能會(huì)影響食品的封裝效果，導(dǎo)致包裝密封不嚴(yán)，影響食品的保質(zhì)期和品質(zhì)。相反，如果內(nèi)層摩擦系數(shù)過(guò)大，可能會(huì)影響物料在包裝機(jī)內(nèi)的順暢流動(dòng)，降低包裝效率。
對(duì)于薄膜外層，其與包裝機(jī)拖動(dòng)金屬面的摩擦系數(shù)也需要適中。若摩擦系數(shù)太大，在包裝過(guò)程中會(huì)使阻力過(guò)大，導(dǎo)致材料拉伸變形，影響包裝外觀和質(zhì)量；若太小則可能引起拖動(dòng)機(jī)構(gòu)打滑，造成電眼跟蹤和切斷定位不準(zhǔn)，就像在高速自動(dòng)化包裝生產(chǎn)線上，如果外層薄膜摩擦系數(shù)不合適，可能會(huì)頻繁出現(xiàn)包裝定位錯(cuò)誤的情況，增加生產(chǎn)成本。
運(yùn)輸環(huán)節(jié)
塑料薄膜和薄片在運(yùn)輸過(guò)程中，如果摩擦系數(shù)不合適，可能會(huì)導(dǎo)致薄膜之間的滑動(dòng)或者粘連。例如在成卷的塑料薄膜運(yùn)輸時(shí)，若摩擦系數(shù)過(guò)大，在展開(kāi)使用時(shí)可能會(huì)難以分離；若摩擦系數(shù)過(guò)小，薄膜卷可能會(huì)在運(yùn)輸過(guò)程中因震動(dòng)等原因發(fā)生松散，影響后續(xù)的使用。
三、摩擦系數(shù)測(cè)試儀的工作原理
基本原理
摩擦系數(shù)測(cè)試儀一般是將條狀試驗(yàn)樣品用夾樣器夾住，同時(shí)用待測(cè)樣包住滑塊。例如，在測(cè)試塑料薄膜時(shí)，將薄膜試樣按照規(guī)定的方式包裹滑塊。然后將滑塊安放在傳感器的掛孔上，在一定的接觸壓力下，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)齒條使傳感器移動(dòng)，也就是使兩試驗(yàn)表面相對(duì)移動(dòng)。傳感器所測(cè)得的力信號(hào)經(jīng)過(guò)集成器放大，送入記錄器，同時(shí)分別記錄動(dòng)摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)。在整個(gè)過(guò)程中，接觸壓力、相對(duì)移動(dòng)速度等因素都是按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行設(shè)置的，以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性。
儀器組成部分的作用
主機(jī)：為整個(gè)測(cè)試過(guò)程提供支撐和操作平臺(tái)，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性對(duì)測(cè)試結(jié)果有一定影響。例如，穩(wěn)定的主機(jī)結(jié)構(gòu)可以減少測(cè)試過(guò)程中的震動(dòng)，避免因外界干擾導(dǎo)致的測(cè)量誤差。
測(cè)力系統(tǒng)：這是核心部分，負(fù)責(zé)準(zhǔn)確測(cè)量在兩試驗(yàn)表面相對(duì)移動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的力。測(cè)力系統(tǒng)的精度直接決定了摩擦系數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性，高精度的測(cè)力系統(tǒng)能夠檢測(cè)到微小的力的變化，從而精確計(jì)算出摩擦系數(shù)。
電器機(jī)：主要控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)滑塊的移動(dòng)速度等參數(shù)的精確控制。比如，它可以按照設(shè)定的速度，如100±10mm/min的滑塊移動(dòng)速度，驅(qū)動(dòng)滑塊平穩(wěn)移動(dòng)，確保測(cè)試過(guò)程符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
四、摩擦系數(shù)測(cè)試儀的操作流程
試樣準(zhǔn)備
分別在兩個(gè)塑料薄膜或薄片中裁取兩塊尺寸大小相同的試樣，做對(duì)照試驗(yàn)。試樣的尺寸需要符合測(cè)試儀的要求，一般上試樣為63×63mm，下試樣為80×200mm。
儀器設(shè)置與試樣放置
將一個(gè)試樣試驗(yàn)表面朝上，平整地固定在摩擦系數(shù)測(cè)試儀水平試驗(yàn)臺(tái)上，使試樣與試驗(yàn)臺(tái)的長(zhǎng)度方向保持平行。如果試樣不平整、卷曲，應(yīng)用膠帶把試樣的另一端固定在平臺(tái)上。然后將另一試樣的試驗(yàn)表面向下，包住滑塊，用膠帶在滑塊前沿和上表面固定式樣。之后將固定好有式樣的滑塊無(wú)沖擊地放在第一個(gè)試樣上，并使兩試樣的試驗(yàn)方向與滑塊方向平行，且保持測(cè)力系統(tǒng)不受力。
測(cè)試過(guò)程
啟動(dòng)儀器，設(shè)置各參數(shù)，如測(cè)試次數(shù)、動(dòng)靜摩擦系數(shù)是否均測(cè)、滑塊質(zhì)量、速度等。例如，可以設(shè)置測(cè)試次數(shù)為1，動(dòng)靜摩擦系數(shù)均測(cè)，滑塊質(zhì)量為200g，速度為100mm/min等參數(shù)，然后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。
結(jié)果記錄與分析
試驗(yàn)完成后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄和顯示測(cè)試結(jié)果。對(duì)于多次測(cè)試或者不同試樣的測(cè)試結(jié)果，可以進(jìn)行對(duì)比分析。例如，對(duì)比不同生產(chǎn)批次的塑料薄膜的摩擦系數(shù)，從而評(píng)估生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性或者原材料的差異對(duì)產(chǎn)品摩擦特性的影響。
五、滿足的標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)
摩擦系數(shù)測(cè)試儀對(duì)塑料薄膜和薄片的摩擦系數(shù)測(cè)定需要滿足GB10006 - 88《塑料薄膜和薄片摩擦系數(shù)測(cè)定方法》。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)試的基本方法、試樣的制備、測(cè)試條件以及結(jié)果的計(jì)算等方面的要求，為國(guó)內(nèi)塑料薄膜和薄片摩擦系數(shù)的測(cè)試提供了統(tǒng)一的規(guī)范。
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
還需要滿足ISO8295 - 1986《塑料 - 薄膜和薄片 - 摩擦系數(shù)的測(cè)定》以及ASTMD1894《塑料薄膜及薄板的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)的測(cè)試方法》等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。滿足這些國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)使得國(guó)內(nèi)的測(cè)試結(jié)果能夠與國(guó)際接軌，方便在國(guó)際貿(mào)易、產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)比等方面進(jìn)行交流和合作。
六、結(jié)論
摩擦系數(shù)測(cè)試儀在塑料薄膜和薄片摩擦特性檢測(cè)中具有不可替代的作用。通過(guò)準(zhǔn)確測(cè)定摩擦系數(shù)，可以幫助生產(chǎn)廠家篩選和預(yù)處理適合生產(chǎn)線所用的產(chǎn)品，提前規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，減少企業(yè)不必要的損失。同時(shí)，隨著塑料薄膜和薄片在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的不斷拓展，對(duì)摩擦系數(shù)測(cè)試儀的精度、穩(wěn)定性等性能也將提出更高的要求，這也將推動(dòng)摩擦系數(shù)測(cè)試儀技術(shù)的不斷發(fā)展和完善。
